CC BY
5
The article presents the results of a study of the links between technical subsystems, the subsystem for training technical specialists and the control subsystem of the transportation process of Russian Railways. In the course of the study, we studied ways to process and record information about technological violations due to the fault of personnel during the operation of the technical subsystems of the transportation process, as well as the use of this information when planning the training of technical specialists who operate and maintain these subsystems. Algorithms for processing information from databases of various automated systems and a model for automating the decision-making process on the adequacy of qualifications of technical specialists and planning the development of their professional competencies in order to increase the efficiency of coordination between subsystems of the transportation process have been developed.
Key words: Systemic approach, efficiency increase, reliability increase, coordination problem, information processing using automated control systems, model, personnel training.
Solskaya Irina Yurievna, doctor of economic sciences, professor, irina_solskaya_@mail. ru, Russia, Irkutsk, Irkutsk State University of Communications,
Voyloshnikov Aleksey Anatolievich, postgraduate, deputy head of the center, valex.82@mail.ru, Russia, Irkutsk, East Siberian Training Center for Professional Qualifications - a structural subdivision of the East Siberian Railway - a branch of Russian Railways Voiloshnikov Aleksey Anatolyevich
УДК 621.9: 663
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-12-620-623
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВЛАЖНОСТИ НА ГОФРОТАРУ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ ТОЛЩИНЫ ТЕРМОУСАДОЧНОЙ ПЛЕНКИ ПРИ ШТАБЕЛИРОВАНИИ
А.Д. Судоплатова
В статье исследована зависимость влияния влажности окружающей среды на прочность гофрокартонной тары, рассмотрены различные средства скрепления штабеля из гофроящиков, представлены их достоинства и недостатки и на их основании выбрано самое оптимальное средство скрепления, построена математическая модель зависимости толщины термоусадочной плёнки от высоты штабеля.
Ключевые слова: гофрокартон, транспортная тара, влияние влажности окружающей среды на гофрокороба, стальная и пластмассовая ленты, термоусадочная и растягивающая пленка, математическое моделирование.
Гофрокартон - это упаковочный материал, состоящий из нескольких слоев, как минимум одного гофрированного слоя и одного плоского слоя. Основными типами гофрокартона являются: двухслойный, трехслойный, пятислойный и семислойный. Достоинствами гофрокартона являются: экологичность, экономичность, технологичность, простота в утилизации, малый удельный вес и в совокупности с этим гофрокартон имеет отличные физико-механические свойства Г1, 21.
В результате анализа зависимостей прочности различного гофрокартона были получены формулы с помощью которых можно оценить возможность к штабелированию коробов и ящиков из данного маериала.
PД = 2,4684(РК + PБ , (1)
PТ = 2,4684(2РК + PБ )л/5~г , (2)
PП = 2,4684(3РК + 2PБ )>/5~г , (3)
PС = 2,4684(4PК + 3РБ, (4)
где РД, РТ, РП, РС - торцевая жесткость двухслойного, трехслойного, пятислойного, семислойного гофрокартона соответственно; РК, РБ - сопротивление сжатию плоского и гофрированного слоев соответственно; 5 - толщина картона; 2 - периметр короба.
Также проведя патентно-информационный поиск, были найдены и проанализированы такие свойства гофрокартона как: влагостойкость, жиростойкость и огнестойкость; построены математические модели, корректно описывающие зависимости изменения основных свойств гофрокартона от влияющих на них параметров и условий процессов, на основе экспериментальных данных полученных из патентно-информационного поиска.
Короба и ящики из гофрокартона - самый популярный и широко используемый вид тары для транспортировки. Транспортная тара должна в первую очередь обеспечивать сохранность перевозимого товара в ней. Это осуществляется путем сохранения стабильности штабеля (рис. 1) и формы коробов и ящиков из гофрокартона. Эти факторы зависят от: прочности и жесткости транспортной тары, способа штабелирования, сроков хранения тары на складе, влажности окружающей среды.
Рис. 1. Штабель коробок из гофрокартона скрепленный пленкой
В работе [4] представлены графики зависимости прочности гофрокартонной тары от времени хранения тары при различной влажности, а также от влажности самой тары, но не была получена математическая модель, корректно описывающая процесс изменения прочности гофротары от этих параметров.
Воспользовавшись программой СигуеЕхрег^ с целью получения функций корректно описывающей зависимости прочности гофротары от времени ее хранения при различной влажности и от влажности самой гофротары, были получены формулы (1) и (2) соответственно:
а + Ьх (5)
У =-2
1 + сх + йх
Ь ,
а +—+ с-т х
у = е х , (6)
где а, Ь, с, й - коэффициенты регрессионной модели, для зависимости (5): 1 - а = 84,6; Ь = 53,6;
с = 0,73; й = 8,12-10-4; 2 - а = 74,9; Ь = 34;с = 0,53; й = 3,91-10-4; 3 - а = 65; Ь = 48,3;
с = 0,89; й = 1,26-10-3; 4 - а = 56; Ь = 33; с = 0,8; й = -8,13-10"5; для зависимости (6): 1 - а = 12; Ь = -18,8; с = -2,39.
С помощью программы МаМСЛВ были смоделированы зависимости (5) и (6) (рис. 2).
аб Рис. 2. Графики зависимостей: а - прочности гофротары от времени ее хранения; б - прочности гофротары от ее влажности: 1 - влажность среды 5,5%; 2 - влажность среды 10%; 3 - влажность
среды 13,5%; 4 - влажность среды 19,2%
Из графиков видно, что при увеличении влажности окружающей среды, а, следовательно, и увеличении влажности тары прочность ее уменьшается.
Также для обеспечения сохранности продукции при перевозке в транспортной таре, стабильности штабеля используют различные средства скрепления. Одноразовыми средствами являются: стальная и пластмассовая ленты, проволока, термоусадочная и растягивающая пленка. Основным недостатком использования лент и проволоки для скрепления является возникновение больших местных напряжений в углах штабеля, в следствии чего гофрокороба повреждаются. Также при длительном хранении штабелей на складе с повышенной влажностью стальные ленты и проволоки поддаются коррозии. Пленки же не обладают данными недостатками. Кроме того, они выполняют не только функции сцепления и фиксации, но и защищают продукцию от загрязнений, пыли, влаги (см. рис. 1).
В работе [5] представлена зависимость необходимой толщины пленки от высоты штабеля
5= Епр 'т (7)
2[ст]-Н
где Рпр - продольная инерционная сила; д - коэффициент трения между коробками и поддоном; g -
ускорение свободного падания; т - масса гофрокоробок; [с] - допустимое напряжение на растяжение пленки; Н - высота штабеля.
С учетом приведенного в данной работе выражения определения продольной инерционной силы, преобразуем формулу (7) и получим
5 = к•т•т , (8) 2[ст]- Н '
где к - коэффициент ускорения, доля g.
Построим математическую модель зависимости толщины термоусадочной плёнки от высоты штабеля из гофроящиков (рис. 3).
* \
* * t \ 1
i I \ % V1 N
% V vv 4 V
-~-^
1 2 3 Н, м
Рис. 3. График зависимости толщины термоусадочной плёнки от высоты штабеля при: 1 -I = Ь; 2 -1 = 2Ь
Из графика видно, что в случае соотношения сторон длины l и ширины b гофроящика l = b при высоте штабеля H > 3 м, необходимо использовать один слой данной термоусадочной плёнки. При H < 3 м необходимо увеличивать число слоев для фиксации штабеля, а в случае l=2b один слой плёнки используется при H > 1,5 м, а при H < 1,5 м необходимо увеличивать число слоев.
Таким образом, при увеличении высоты штабеля толщина, а следовательно, и количество слоев термоусадочной пленки уменьшается. Необходимо провести исследования влияния других параметров на высоту штабелирования для расчета толщины плёнки для скрепления штабелей из гофрокартонных ящиков.
Список литературы
1. Судоплатова А.Д. Анализ основных свойств гофрокартона и повышение его эффективности при упаковке групповых изделий // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 11. С. 522-527.
2. Пантюхина Е.В. Современные технологии и оборудование упаковочных производств: учебник. Тула: Изд-во ТулГУ, 2020. 220 с.
3. Судоплатова А.Д. Оценка прочности различных типов гофрокартона для производства тары // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 10. С. 121-126.
4. Ефремов Н.Ф., Лемешко Т.В., Чуркин А.В. Конструирование и дизайн тары и упаковки: учебник для вузов. Моск. гос. ун-т печати. М.: МГУП, 2004. 424 с.
5. Расчет расхода полимерной пленки для скрепления транспортного пакета. [Электронный ресурс] URL: https://studffle.net/preview/3936434/page:6 (дата обращения: 21.11.2022).
Судоплатова Алена Дмитриевна, магистрант, AD990919S@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Научный руководитель - Пантюхина Елена Викторовна, канд. техн. наук, доцент, e.v.pant@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF THE EFFECT OF HUMIDITY ON CORR UGATED PACKAGING AND DETERMINA TION OF THEREQUIRED THICKNESS SHRINKFILM WHENSTACKING
A.D. Sudoplatova 622
The article investigates the dependence of the influence of ambient humidity on the strength of corrugated cardboard containers, considers various means of fastening a stack of corrugated boxes, presents their advantages and disadvantages, and based on them, the most optimal means of fastening is selected, a mathematical model of the dependence of the thickness of the shrink film on the height of the stack is constructed.
Key words: corrugated cardboard, transport containers, the influence of environmental humidity on corrugated boxes, steel and plastic tapes, shrinkable and tensile film, mathematical modeling.
Sudoplatova Alena Dmitrievna, masters, AD990919S@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Scientific supervisor - Pantyukhina Elena Viktorovna, candidate of technical sci-ence, docent, e.v.pant@mail.ru, Russia, Tula, Tula state university
УДК 621.792.3(015.4)
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-12-623-626
ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЙ АЗОТОУГЛЕРОДИСТЫЙ ПАСТООБРАЗНЫЙ КАРБЮРИЗАТОР С ТЕРМООБРАБОТКОЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, ВОССТАНОВЛЕННЫХ ГАЛЬВАНИКОЙ
В.Н. Гадалов, С.Н. Кутепов, Ю.В. Скрипкина, А.А. Калинин
В статье представлены сведения по применению высокоактивного азотоуглеродистого пастообразного карбюризатора и термической обработки для повышения эксплуатационных свойств стальных изделий, восстановленных гальваническими покрытиями. Исследовано влияние режимов нит-роцементации в пастообразном карбюризаторе на структуру и свойства железных гальванических покрытий. Обоснованы рекомендации по выбору режимов нитроцементации для упрочнения стальных изделий после восстановления железнением. Показано, что для получения повышенной усталостной прочности и износостойкости от восстановленных деталей после железнения, они обязательно подвергаются химико-термической обработке: нитроцементации при 650 °С; закалке с этой температуры и последующему отпуску при 150 °С.
Ключевые слова: гальванические покрытия, железнение, хлористый электролит, химико-термическая обработка, нитроцементация, паста, карбюризатор, закалка, отпуск, карбонитрид.
Гальванические (электролитические) покрытия широко применяются в ремонтном производстве при восстановлении стальных деталей, имеющих относительно небольшие износы (0,3...0,5 мм), при этом наиболее широкое применение находит электролитическое железнение. Этот способ восстановления отличается высокой производительностью, простотой и невысокой стоимостью оборудования и материалов, возможностью одновременного наращивания большого количества деталей, автоматизация процесса. Однако, наряду с положительными сторонами, упомянутыми выше, электролитическое железнение имеет ряд недостатков, а именно: низкую усталостную прочность восстановленных деталей, недостаточно прочное сцепление железного покрытия с основой (в частности, с легированными сталями) и, во многих случаях, недостаточную износостойкость. В связи с этим ресурсы деталей, восстановленных железнением, заметно ниже ресурсов новых деталей.
С целью повышения долговечности деталей, восстановленных железными покрытиями, предлагаются различные способы упрочнения, из которых наиболее рациональным следует признать химико-термическую обработку, в частности нитроцементацию [1-9, 11-13, 16].
Настоящая работа посвящена исследованию влияния режимов нитроцементации в высокоактивном пастообразном карбюризаторе на структуру и свойства железных гальванических покрытий с целью разработки рациональной технологии упрочнения стальных деталей, восстановленных железнени-ем.
Результаты и их обсуждение. Для осаждения железных покрытий на стальные изделия был использован хлористый электролит, осаждение проводилось на переменном асимметричном токе с коэффициентом асимметрии ß = 6, катодная плотность тока (30...40)А/дм2. Микроструктура железного осадка представлена на рис. 1.
Нитроцементованный слой, полученный при температуре 650 °С, имеет на поверхности тонкую пленку е-карбонитрида, под которой на глубину примерно 0,05 мм простирается зона азотистого аустенита с вкраплениями мелких карбонитридов. Эта зона плавно переходит в структуру железного покрытия, причем покрытие отделено от основы четкой границей (рис. 2). При закалке нитроцементован-ного слоя в нем возникают значительные сжимающие напряжения, что приводит к его высокой усталостной прочности, а большая твердость карбонитридной корки и нижележащих зон - к высокой износостойкости.
